흡착 및 분리 기술을 통한 에르고티오네인 생합성 고도화

에르고티오네인이란 무엇입니까?

에르고티오네인은 1909년 Charles Tanret이 맥각 곰팡이에서 처음 분리한 자연 발생 아미노산으로, 나중에 이 이름을 붙였습니다. 1911년에 Barger와 Ewins는 에르고티오네인이 히스티딘 베타인에서 파생된다는 사실을 발견하면서 그 구조를 더욱 명확하게 밝혔습니다.

광범위한 연구를 수행한 후, 과학자들은 디메틸 설폭사이드(DMSO)가 유기 화합물인 에르고티오네인으로 변환될 수 있음을 발견했습니다. 에르고티오네인은 항산화 및 항염증 특성을 지닌 황 함유 유기 화합물로, 조직 복구 및 재생을 촉진할 수 있습니다. 처음에 에르고티오네인은 관절염 및 기타 염증성 질환을 치료하는 데 사용되었습니다. 그러나 추가적인 과학적 조사를 통해 얼굴 및 피부 관리에 적용되었으며 여드름, 방광염, 피부 염증 및 기타 피부 질환을 치료하기 위해 처방되었으며 가장 자주 사용되는 성분 중 하나가 되었습니다.

에르고티오네인 경제성장의 황금기: CAGR 30% 초과

Market Watch 데이터에 따르면, 에르고티오네인 시장은 2028년까지 1억 7,190만 달러에 이를 것으로 예상되며, 2022~2028년 CAGR은 36.2%로 성장할 것으로 예상됩니다. 글로벌 시장의 주요 업체로는 Tetrahedron, Mironova Labs, Blue California, Aktin Chemicals, Inc., Sobeo Biotech 등이 있습니다. 현재 북미는 약 47%로 가장 큰 시장 점유율을 차지하고 있으며, 중국과 유럽이 그 뒤를 따르고 있습니다. 제품 부문으로는 화학합성이 가장 크며 시장의 87% 이상을 차지한다. 적용 측면에서는 의료 부문이 시장 점유율의 50% 이상을 차지합니다.

최근 과학연구자들 사이에서 에르고티오네인에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 2011년부터 PubMed는 해당 주제에 관해 300개 이상의 학술 논문을 출판했는데, 이는 2000년 이전에 출판된 총 출판 수를 초과하는 수치입니다.

화장품 산업의 스타 원료, 이제 식품분야로 확대됩니다.

2014년부터 에르고티오네인은 중국 국가약품감독관리국의 "화장품 감독 관리 규정"에 포함되었습니다. 그 결과, 에르고티오네인은 탁월한 항산화 특성으로 인해 Estee Lauder, PROYA, Clinique 및 기타 주요 브랜드를 비롯한 다양한 유형의 스킨 케어 제품에서 주요 성분으로 점점 더 많이 활용되고 있습니다.

에르고티오네인은 아직 중국에서는 식품에 사용하도록 승인되지 않았지만 유럽, 미주, 일본 및 기타 국가 및 지역의 식품 산업에서 추진력을 얻고 있습니다. 에르고티오네인의 독특한 항산화 특성으로 인해 다양한 식품에 사용하기에 유망한 성분입니다.

2017년 7월, 유럽 연합(EU)은 에르고티오네인을 새로운 식품 성분으로 승인하여 식이 보조제에 사용할 수 있도록 했습니다. 일반 인구의 승인된 일일 섭취량은 하루 30mg이며, 3세 이상의 어린이는 하루 20mg을 섭취할 수 있습니다. 그러나 임산부와 수유부는 에르고티오네인을 섭취하지 않는 것이 좋습니다.

2018년에 EU는 에르고티오네인의 사용 범위를 더욱 확대하여 식이보충제 외에도 음료, 시리얼 바, 기타 일반 식품에 사용할 수 있도록 허용했습니다.

2019년 8월, 에르고티오네인은 미국 식품의약국(FDA)으로부터 일반적으로 안전하다고 인정되는 물질(GRAS) 인증을 받아 일반 식품에 적용할 수 있게 되었습니다.

고가 장벽 허물기: 합성 생명공학의 역할

에르고티오네인은 인체가 합성할 수 없어 외부 공급원에서 얻어야 하는 필수 영양소입니다. 그러나 현재 에르고티오네인 원료의 취득원가는 kg당 25~35만 위안 수준으로 대부분의 국내 화장품 브랜드가 높은 비용을 감당하기에는 어려운 상황이다.

화학적 합성과 생물학적 추출은 에르고티오네인 원료에 접근하는 두 가지 일반적인 방법이지만 두 방법 모두 합성 난이도가 높고 품질이 낮으며 비용이 높은 등의 한계가 있습니다. 산업생산에 있어서 가장 일반적인 방법은 균사체발효기술을 이용한 생물학적 발효이다.

그러나 기술이 미숙하여 제품의 품질에 큰 차이가 있으며, 대부분은 함량이 낮은(0.5%) 복합제품이거나 발효혼합물입니다. 비용과 가용성도 기술에 의해 제한됩니다.

고급 흡착 및 분리 기술로 에르고티오네인 생산 향상

Sunresin은 새로운 합성 생물학 기술을 활용하여 표적 연구 개발, 첨단 크로마토그래피 장비, 엄격한 품질 관리를 통해 균일 입자 이온 교환 수지를 개발했습니다. 이 수지는 에르고티오네인을 생산하는 데 사용되는 기존 발효 공정의 불순물과 높은 염분 함량을 해결하도록 설계되었습니다. 크로마토그래피 담수화, 탈색 및 정제에 사용되며, 고염 시스템에서 무기/유기 염 제거율을 95% 이상 달성하고 전도도를 50渭s/cm 미만으로 줄입니다.

더욱이, 수지의 균일한 입자 특성은 기존 수지에 비해 수지 베드의 압력 강하를 낮추고, 온라인 액체 처리 용량을 늘리며, 수지 파손률을 낮추고, 불순물 및 염 제거율을 향상시킵니다. 그 결과 수율이 높아지고 생산 효율성이 크게 향상되는 동시에 생산 비용도 절감됩니다.

에르고타민 제조 공정에 크로마토그래피 분리 및 정제 시스템 적용

SunResin의 Sepsolut ® 처리량이 많은 산업용 분취 크로마토그래피 시스템은 DAC 단일 컬럼 크로마토그래피 시스템을 기반으로 하며 자체 개발한 핵심 폴리머 시리즈 크로마토그래피 필러와 다양한 매트릭스, 목적, 큰 흡착 용량, 높은 오염 방지 성능 및 내알칼리 재생 기능을 결합합니다. 이 시스템은 배치 혼합물에서 고순도 물질을 분리 및 정제할 수 있으며, 높은 분리 효율성과 산업 규모의 생산이 가능하다는 장점이 있어 상당한 경제적 이점을 제공합니다. 

Sunresin의 모의 이동층 크로마토그래피 장비의 장점과 특징은 다음과 같이 요약됩니다.
鉁≦ 대규모 배치생산 제품 분리에 적합
鉁≦ 높은 정밀도, 높은 수율, 낮은 물 소비량
鉁≦ 이 장비는 하나의 장비 세트로 다양한 제품을 분리할 수 있어 활용도가 뛰어납니다. 또한 2~3개의 서로 다른 구성 요소를 분리하기 위해 고객 요구에 따라 포트 수를 선택적으로 늘릴 수도 있습니다.